コルゲーション、リブ、およびガセット

部品の機能的形状にコルゲーション、リブ、またはガセットを追加することで、構造性能を高めることができます。

コルゲーション、リブ、およびガセット

機能

プラスチック部品の耐荷重性や剛性を向上させる必要がある場合、断面特性を増加させるか、材料自体を変更する必要があります。例えば、高含有ガラスファイバーグレードへ変更することでも対処できるケースがありますが、それでも不十分、もしくは他の理由により材料変更が適さない場合には、断面特性の向上が効果的な解決策となることが多いです。

多くの場合、断面特性を向上させる最も簡単な方法は、部品の肉厚を増やすことです。しかし、本ガイドで述べている通り、これには限界が存在します。追加の補強としては、コルゲーションを付与する、もしくは部品壁面に垂直にリブを配置する方法が有効です。コルゲーションの追加は部品重量や冷却時間への影響が比較的小さい一方、リブ追加は剛性向上効果がより大きいのが特徴です。さらに、リブにより部品の表面および嵌合面を滑らかに仕上げることができるため、外観や機能面での利点を得られます。

コルゲーション

設計にコルゲーションを加えることで、コルゲーション方向に対して平坦面の剛性を高めることができます（図1参照）。これは非常に効率的であり、多量の追加材料や冷却時間の延長を必要としません。追加剛性は、材料の重心軸（中立軸）からの平均距離が増加する、すなわち断面二次モーメントが増加することにより実現されます。

リブ寸法設計

リブを追加する際には、下記の寸法設計ガイドラインを適用してください（図2参照）：

リブの厚さは、一般的な部品壁厚の約50～60％とすることが推奨されます。例：この値を超えると、リブの反対側表面にヒケが発生する可能性があります。また、射出成形時の材料流動に悪影響を及ぼし、ウェルドラインやボイドの発生につながる場合があります。
リブの高さは一般的な肉厚の3倍を超えないようにしてください。リブが深くなると充填が難しくなり、離型時に金型に固着する恐れがあります。
リブの側面には1～1.5度のドラフト角を設ける必要があります。これは、リブが先端に向かってわずかに細くなる設計を意味し、成形品の離型を容易にします。低いリブや例外的な場合は、より小さいドラフト角またはドラフト角なしでも許容されることがありますが、この場合、外観上の欠陥（すり傷等）や離型不良が発生する可能性があるため、注意が必要です。
リブがノミナル肉厚と交差する基部には、一般肉厚の25～50％のR（半径）を設けることを推奨します。最小半径は0.4 mmを目安にしてください。これにより応力集中を回避し、リブ周辺の流動性や冷却性が向上します。50％を超えると材料が過度に集中し、成形残留応力、ボイド、ヒケのリスクが高まります。
平行リブ間の間隔は、一般肉厚の2倍以上としてください。これは、金型内に冷却不良や脆弱なホットブレードが発生するのを防ぐためです。

リブ配置

リブを配置する際は、以下の配置指針に従ってください（図3参照）：

リブは極力溶融樹脂の流動方向と平行に設計することが推奨されます。流動方向に対してリブが横断する場合、分岐流となってガスの巻きこみやヒジテーションが発生しやすくなります。ヒジテーションは内部応力やショートショットの増加原因となります。
平行リブ間の距離は、ノミナル肉厚の2倍以上を確保してください。これにより冷却問題や金型構造上の薄いブレードの使用を防ぐことができます。
リブは曲げ軸方向に配置することで最大の剛性を得ることができます。図3の例のように、長尺薄肉板の両端が支持されている場合、長手方向にリブを追加すると剛性が大幅に向上します。一方、幅方向にリブを配置しても剛性の向上効果は限定的です。